鏡泊湖水系包括大小約30多條河流，呈向心式匯入湖中。這些河流多屬山溪性質，水流湍急，徑流集散速度很大，具有含沙量小、年徑流量大、流量季節變化明顯、冰期較長等特點。鏡泊湖南北長45公裡，東西最寬處6000米，最窄處300米，一般寬度在500?1000米之間，最深處70米(在鏡泊湖北部水域)，水面積79.3平方公裡，蓄水量約16億立方米。第二大湖泊小北湖長約6000米，水面積3.80平方公裡。鏡泊湖水位年內變化特征如下：最高水位多出現在八月至九月，最低水位多出現在三月至四月，多年平均水位為347.95米，最高水位為354.43米，最低水位為339.17米。鏡泊湖水源於牡丹江。牡丹江發源於吉林省長白山牡丹嶺，江水比降大，鏡泊湖距牡丹江源頭約300公裡，落差達750米左右。

　　鏡泊湖山脈位於長白山張廣纔嶺與老爺嶺過度地區，屬低山丘陵地貌。湖西山勢起伏較大，湖東及湖南山勢較平緩，湖北是熔岩臺地，地勢平坦。鏡泊湖景區北部地貌復雜，分布著大小12個火山口。山脈最高海拔1260.7米(鹿苑島西面的老黑山)，最低海拔339.17米(最低水位標高)。鏡泊湖地質構造結構主要為花崗岩、珍珠岩、玄武岩等。園區西北部的火山群自一百萬年前不斷噴發，形成了一條長達百餘裡的玄武岩臺地，距今四千八百年前左右的最後一次火山爆發的熔岩堵塞了牡丹江河道，形成了世界最大的火山熔岩堰塞湖—鏡泊湖，還形成了小北湖、鑽心湖、鴛鴦池等一系列大小湖泊。[2]